电路的工作状态
电工技术：电路的工作状态
4kW ——额定功率PN
50HZ ——额定频率fN
受外界影响——如电压波动、工作条件、环境温度 4.额定值≠实际值 造成原因 负载变化时，电流、功率通常不一定处于额定工作状态
电路的工作状态
一、电路的工作状态
1.有载工作状态：
当开关S闭合时，电源与负载构成闭合通路时的状态。 S RS ＋ US － I ＋ U － RL 电路特征：
I＝ US R S＋R L
U = IRL = US– IRS P = UI = USI– I2RSFra bibliotek、电路的工作状态
2.开路状态：
电源与负载没有构成闭合路径时的状态，也称断路状态。 S I ＋ 电路特征： I=0 U =0 P=0
RS
＋ US －
U
－
RL
一、电路的工作状态
3.短路状态：
电源未经负载而直接通过导线接成闭合路径的状态。 S RS I ＋ US － ＋ U RL 电路特征：
I＝ US RS
U=0 P=0
－
二、电气设备的额定值
1.定义： 电气设备长期、安全工作条件下的最高限值。 2.种类： 额定电流——IN 额定电压——UN 额定功率——PN 3.工作状态 （1）满载—— I = IN（经济合理、安全可靠） （2）超载（过载）——I > IN（设备易损坏） （3）轻载（欠载）——I < IN（浪费） 某电动机的参数 380V ——额定电压UN 8.6A ——额定电流IN
第五节电路的三种状态
第五节电路的三种状态一、空载状态空载状态又称断路或开路状态(图1—31)，它是电路中开关断开或联接导线折断引起的一种极端运行状态。
电路空载时，外电路所呈现的电阻可视为无穷大，故电路具有下列特征：1、电路中的电流为零，即I＝0。
2、U1＝US，即电源的端电压等于电源电压。
此电压称为空载电压或开路电压，用U0表示。
利用此特点可以测出电源电压。
3、因为电源对外不输出电流，电源的输出功率和负载所消耗的功率均为零。
二、短路状态由于电源线绝缘损坏、操作不当等引起电源的两输出端相接触，造成电源被直接短路的情况（图1—32），是电路的另一种极端运行状态。
当电源直接短路时，外电路所呈现的电阻可近似为零，电路具有下列特征：1、电源中的电流最大，输出电流为零。
因为：，在一般供电系统中，电源的内电阻R0很小，故短路电流IS很大，但对外电路无电流输出。
2、电源和负载的端电压均为零。
表明电源的电压全部降落在电源的内阻上，电源发出的功率全部消耗在电源内阻上。
此时电源发出的功率为:例1—8 图1—33为某汽车行李箱灯电气简图，蓄电池电压US=12V，内阻R=0.2Ω,灯泡为12V 6W,试求:1)空载电压UO；2)短路电流IS。
解：1）灯泡电阻2）UO=US=12V 由上计算可知，短路时电路中电流很大，容易烧毁电源与设备。
另外短路时强电流产生强大的电磁力会造成机械上的损失，因而实际电路中必须设置短路保护装置，最常用的是用熔断器作保护电器。
三、负载状态如图1—34所示，负载状态是一般的有载工作状态。
此时电路有下列特征：1．电路中的电流为当电源电压US和内阻R0一定时，电路中电流的大小取决于负载的大小。
2．电源的端电压为U1=US-IR0电源的端电压总是小于电源电压。
若忽略电源内阻，则电源的端电压U1等于电源电压US。
四、额定功率电路元件在工作时都有一定的使用限度，其限额值称为额定值。
例如，标明“220V40W”的灯泡，220V和40W分别该灯泡的正常工作电压为220V(用UN表示)，且在此电压下工作，灯泡消耗的电功率为40W(用PN表示)。
电路的三种状态(城市轨道交通电工电子技术及应用)
I
1)电压与电流
+
+
E
S
I E Ro R
-U
Ro
U E RoI
-
R
U IR
U
E
当电源内阻 Ro<< R 时， 则U E ，表明当电流(负载)
变动时电源的端电压变动不大， O
I
这说明它带负载能力强。
电源的外特性曲线
2 )功率与功率平衡
U E RoI
UI EI Ro I 2
S
其特征如下：
-U
R
Ro
-
U 0
电源端电压为零
E I IS Ro
短路电流（很大）
PE P RoI 2 电源产生的电能全被内阻所消耗
P0
负载功率为零
短路通常是一种严重事故，应该尽力预防。
电源短路
电源短路
电源短路
1、电流表在电路中的作用相当于一根导线。 2、电压表在电路中的作用相当于断路。
电源端电压 （ 即开路电压） U E RoI 等于电源电动势
P0
负载功率为零
二、短路
是指电源未经过任何负载而直接由导线接通 成闭合回路。短路时，电路中电流比正常工作时 大很多，易造成电路损坏、电源瞬间损坏、如温 度过高烧坏导线、电源等。所以应避免短路发生。
I
+
+
当电源的两端被短接时， E
电路的三种状态
开路 短路 有载工作状态
一、开路
开路也叫断路，是指电源与负载之 间未接成闭合回路。因为电路中某一处 因中断，没有导体连接，电流无法通过， 导致电路中电流消失，一般对电路无损 害。
当开关断开时， 电源处于开路(空载) 状态，不输出电能， 其特征如下：
电路常见的工作状态
电路常见的工作状态电路是现代电子设备中不可或缺的部分，它通过电子元件之间的连接和控制电流来完成特定的功能。
在电路工作过程中，会存在多种不同的工作状态，每种状态都对电路的工作性能和功能起着至关重要的作用。
一、直流电路的常见工作状态1. 静态工作状态：当直流电路处于静止状态时，电压和电流的数值都不发生变化。
此时电路中的电子元件保持稳定的工作状态，不会产生变化。
比如说，电路中的直流电源或者电阻电路在未连接外部负载时的状态就属于静态工作状态。
2. 开路状态：当电路某一部分断开或者未连接时，这部分电路中的电流为零，这种状态称为开路状态。
如果一根导线断开，或者开关未接通，电路中就会存在开路状态。
3. 关路状态：与开路状态相对应的是关路状态，当电路中的两个连接点之间短路或者直接连接在一起，这部分电路中的电流就会很大，这种状态称为关路状态。
4. 稳定工作状态：在某些情况下，直流电路会达到稳定的工作状态，此时电路中的电压和电流的数值都保持不变。
这种状态一般出现在电路中的各个元件都处于稳定的工作条件下，电路达到了稳态。
当理想电感、理想电容与理想电压源连接成一个完整的电路时，电路会达到稳定工作状态。
5. 不稳定工作状态：有时候电路中的某些元件可能会受到外部影响，导致电压和电流发生变化，从而使得电路处于不稳定的工作状态。
这种状态下，电路中的电压和电流可能会不断变化，直至达到新的稳态。
当电感中有磁芯的时候，磁芯的磁导率受到外部磁场的影响，可能会导致电感的电感值发生变化，从而使得电路处于不稳定状态。
6. 频率响应状态：在直流电路中，有时候我们需要研究电路在不同频率下的响应情况。
这就涉及到频率响应状态，也就是电路在不同频率下的表现。
对于一个RC电路，我们关心它在不同频率下的相位差和幅频特性，这就需要研究电路在不同频率下的工作状态。
二、交流电路的常见工作状态1. 直流偏置状态：在交流电路中，有些电路元件可能要求一定的直流偏置电压。
简述电路三种状态的特征及额定值的含义
简述电路三种状态的特征及额定值的含义1. 引言电路是现代科技中一项重要的技术，它将电子设备连接在一起，使得我们能够实现各种各样的功能。
电路中的电子元件会以不同的方式工作，这取决于电路中的状态。
电路的三种状态分别是：断开、闭合和半开。
本文将简述这三种状态的特征以及额定值的含义。
2. 断开状态当电路中的开关处于断开状态时，电路中的电流无法通过。
简单来说，这就意味着电源无法将电能传输到负载上。
断开状态的特征是电阻非常大，接近无穷大。
这意味着电流几乎不会通过这个元件。
我们也可以说，电路中的断开状态相当于一个断路。
在电路设计和电路故障排查中，我们经常会遇到需要将某个部分断开的情况。
当某个元件出现故障时，为了保证整个电路的正常工作，我们需要断开这个元件，以防止故障进一步扩大。
3. 闭合状态闭合状态是电路运行中最常见的状态。
当电路中的开关处于闭合状态时，电流能够通过电路，使得电能能够传输到负载上。
闭合状态的特征是电阻非常低，接近零。
这意味着电流可以自由地通过这个元件。
在电路中，我们可以使用开关来控制电路的闭合和断开，以实现开启和关闭电路的功能。
闭合状态的电路可以让电能流动，并为我们的电子设备提供所需的能量。
4. 半开状态半开状态是闭合状态和断开状态之间的一种特殊状态。
在这种状态下，电路既不是完全断开也不是完全闭合。
其特征是电阻介于断开状态和闭合状态之间。
这意味着电流只能以有限的方式通过这个元件。
半开状态在一些特殊的电路设计中具有重要的意义。
当我们想要控制电流的大小或频率时，可以使用元件的半开状态来达到预期的效果。
5. 额定值的含义在电路设计中，额定值是指元件或电路所能承受的最大工作条件。
这些额定值是由制造商根据元件的物理特性和设计要求确定的。
根据不同的元件类型，额定值可以包括电压、电流、功率和温度等。
额定值的含义是，当元件工作在额定值范围内时，元件能够正常工作且不发生损坏。
如果电路中的电压、电流或功率超过额定值，元件可能会过载或损坏。
解释电路的工作状态。
解释电路的工作状态.
电路的三种工作状态分别是正常工作状态、开路状态和短路状态。
1、正常工作状态：指电路按照设计要求正常运行的状态。
在正常工作状态下，电路中的元器件按照设计的电路图连接，电流和电压等参数处于合适的范围内，实现所需的功能。
2、开路状态：指电路中某个分支或元器件存在断开的情况，导致电路中无法形成闭合的电流回路。
此时电路无法正常工作，电流无法流动。
开路状态可能是由于线路的断开、开关未闭合、元器件故障等原因引起。
3、短路状态：指电路中某个分支或元器件之间存在低阻抗路径，导致电路中形成了较大的短路电流。
此时电路也无法正常工作，电流过大可能会损坏电路中的元器件。
短路状态可能是由于线路短路、元器件接触不良等原因引起。
电路工作是指电路中的电子元件、电源和信号传输等各个部分正常运行，完成其设计或预期功能的过程。
电路工作的关键在于实现电流和电压的正确流动和转换，以满足电路所需的功率、信号处理和控制等要求。
电路工作涉及电流、电压、信号处理和控制等多个方面，要求各个部分之间的协调配合，确保电路能够按照设计要求完成所需的功能。
《电路的工作状态》课件
通路与设备保护
通路
电路处于正常工作状态，电流经 过负载，设备正常运转。
设备保护
在通路状态下，电流经过负载， 设备正常运转，不会受到损害。
开路与设备保护
开路
电路中无电流通过，设备不工作。
设备保护
在开路状态下，设备不会受到电流的损害，但长时间处于开路状态可能导致设 备老化或损坏。
短路与设备保护
短路
开路在实际中的应用
总结词：电路断路
详细描述：开路状态下，电路中的开关或元件断开，电流无法通过电路，通常用 于保护电路或设备，避免电流过大造成损坏。例如，家用电器通常有过载保护功 能，当电流过大时，会自动断开电路，实现开路状态。
短路在实际中的应用
总结词
电路中存在低阻抗路径
详细描述
短路是指电路中存在低阻抗路径，使得电流不经过用电设备而直接回到电源的现象。在实际应用中，短路通常是 有害的，因为它会导致电流过大，可能烧毁电源或电路元件。然而，在某些情况下，短路也被用于测试和调试电 路。例如，在电子实验中，有时会故意制造短路来观察电路的反应。
能量损耗原因
在短路状态下，电流通过导体时同样会产生热量，导致能量以热能的形式散失。此外，由 于电流未经过负载，能量没有得到有效的转换和利用。
节能措施
为了减少能量损耗，应避免电路发生短路。在设计和安装电路时，应确保负载正常接入， 防止出现短路现象。同时，应定期检查和维护电路，及时发现和排除短路隐患。
03 电路工作状态与设备保护
《电路的工作状态》ppt课件
目录
• 电路的三种工作状态 • 电路工作状态与能量损耗 • 电路工作状态与设备保护 • 实际应用案例
01 电路的三种工作状态
通路
003
电路的工作状态
二、电源开路
开关 断开 特征:
I=0 E -
I UO -
Ro
R
U = UO = E 电源端电压 （开路电压 ） 负载功率 P= 0 I 有 源 电路中某处断开时的特征: 电 1. 开路处的电流等于零； 路 I =0 2. 开路处的电压 U 视电路情况而定。
+ U –
三、电源短路
电源外部端子被短接
2. 额定值是电气设备的工作能力。 例： 灯泡：UN = 220V ，PN = 60W 电阻： RN = 100 ，PN =1 W 电气设备的三种运行状态
额定工作状态： I = IN ，P = PN （经济合理安全可靠） 过载（超载）： I > IN ，P > PN （设备易损坏）
欠载（轻载）： I < IN ，P < PN （不经济）
P（发出）
电源与负载的判别——电动势 E 一定是电源吗？ I
0.6 R01 R02 0.6 217 V
E1 - E2 223 - 217 I 5A R01 R02 0.6 0.6
E1 E2 IR01 IR02
223V
E1
E2
等号两边同乘以I，得 代入数值，得 1115W 1085W 15W 15W 可见：E1发出功率IE1， E2吸收或消耗功率IE2， R01消耗功率I2R01，R02消耗功率I2R02。
IE1 IE2 I 2 R01 I 2 R02
P（吸收）= P（发出）
电源与负载的判别——电动势 E 一定是电源吗？ I 直流电源
0.6 223V R01 R02 0.6 217V
电动机
E1
E2
事实上，上图就是直流电动机的电路模型。E1 是直流电源，R01是该电源的内阻。R02是电动机的 绕组电阻。当电动机接上电源后，流过电流I，载流 导体受磁场力的作用，转动起来；而导体切割磁力 线，就产生感应电动势E2，它阻碍电流的增加，称 为反电动势。
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K
RS + US + U1 +
V
U2 -
R
图6-3-1 例题图
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任务六
电路的工作状态
小
※ 空载状态
结
空载状态又称断路或开路状态，其特征是：
☆ 电路中电流为零
※ 短路状态 ☆ 电源的端电压等于电源电压
导线直接将电源两端相连时的状态，其特征是：
此电压称为空载电压或开路电压， 用Uoc表示 ☆ 电路向外路提供的电压为零 ☆ 电源的输出功率和负载所吸收的功率均为零 ☆ 电源提供的电流最大，此电流称为短路电流 这是一种很危险的状态，必须避免它的发生
RS R
+
K
+
P2 U 2 I U 1 I P1 《计算机组装与维护》项目教学团队
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任务六
电路的工作状态
【例6.1】图6-3-1所示电路可用来测量电源的电压US和内电阻 RS。 若开关K闭合时电压表的读数为6.8 V， 开关K打开时电压表 的读数为7 V， 负载电阻 R=10Ω。 试求US和内阻RS（设电压表的 内阻为无穷大）。
U 1 U S IRS U S U OC
此电压称为空载电压或开路电压， 用Uoc表示。 因此，要想 测量电源电压， 只要用电压表测量电源的开路电压即可。 3. 电源的输出功率和负载所吸收的功率均为零， 即 P1=U1I=0， P2=U2I=0 《计算机组装与维护》项目教学团队
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I
RS 了每种设备和器件在工 U1 U2 （2） 电源的端电压为 R 作时所允许的最大电流、 + 有些电气设备应尽量工作在额定状态，这种状态又称为满载状 U 1 U S IR S US 最高电压和最大功率， 态。电流和功率低于额定值的工作状态叫轻载；高于额定值的工作 U1 U 2 这就是我们在任务3中 图6-1-1 电路模型 状态叫过载。在一般情况下，设备不应过载运行。在电路设备中常 （3） 电源的输出功率为 所介绍的电气设备和器 2 装设自动开关、热继电器等，用来在过载时自动切断电源，确保设 P1 U 1I (U S IR S ) I U S I I R S 件的额定值。 备安全。 负载所吸收的功率为
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任务六
电路的工作状态
任务六 电路的工作状态
一个电路正常工作时，需要将电源与负载连接起来。电源与 负载连接时，根据所接负载的情况，电路有三种工作状态： 空载 工作状态、 短路工作状态、 有载工作状态。 为了说明这三种工
作状态，现以图6-1-1所示的简单直流电路为例来分析。
I
+
RS
K
+
U1
电流不经过负载，只经连接导线直接流回电源，这种状态称为短
S
当电源两端的导线由于某种事故而直接相连时，电源输出的
RS
S
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计算机用电基础
三、有载状态
任务六
电路的工作状态
当开关K闭合时，电路中有电流流过，电源输出功率，负载 为了保证电气设备和器 取用功率，这称为电路的有载工作状态。 此时电路有下列特征： 件能安全、可靠、经济 （1） 电路中的电流为 I 地工作， 制造商规定 US
二、短路状态
I +
RS
任务六
电路的工作状态
K
+ U2 -
+ US —
U1 图6-2-1电源的内电阻很 小， 故短路电流很大。 电源所发出的功率全 部消耗在内电阻上。
由于电源所发出的功率全部消耗在内电阻上， 因 而会使电源发热以至损坏。所以在实际工作中，应经 路状态，简称短路,如图6-2-1所示。 短路时外电路所呈现的电 常检查电气设备和线路的绝缘情况，以防电源被短路 阻可视为零， 电路具有下列特征: 的事故发生。此外，通常还在电路中接入熔断器等保 U1 0 护装置，以便在发生短路时能迅速切断电路，达到保 U 护电源及电路器件的目的。 I I
※ 有载状态
电源与负载经线路连接后的工作状态，其特征 是：
☆电路中有电流流过，电源输出功率，负载取用 功率 《计算机组装与维护》项目教学团队
+ US -
U2
-
R
图6-1-1 电路模型
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一、空载状态
任务六
电路的工作状态
空载状态又称断路或开路状态， 如图6-1-1所示。当开关K
断开或连接导线折断时， 电路就处于空载状态， 此时电源和负
载未构成通路， 外电路所呈现的电阻可视为无穷大， 电路具有 下列特征： 1. 电路中电流为零， 即I=0。 2. 电源的端电压等于电源电压， 即：